CN106918857A - 一种制备纳米光栅的装置和方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种制备纳米光栅的装置，包括安装底座和L形安装支架，且L形安装支架固定焊接在安装底座的一侧顶部，所述安装底座的底部固定焊接有支撑架，所述安装底座的顶部固定安装有电机，所述电机的输出轴连接有第二转动连接件，所述第二转动连接件远离电机的一端设有匀胶台，所述第二转动连接件与匀胶台转动连接。本发明提出的一种制备纳米光栅的装置，结构简单，设计合理，利用匀胶台完成光刻胶旋涂工序，利用电子束曝光机、中间掩膜版、聚光透镜和反射镜完成基片的曝光工作，本发明提出的装置用于制备纳米光栅，设备投资小，制备成本低，操作简单，易于控制，制备周期短，所得纳米光栅性能好、质量高，成品合格率高，值得推广。
Description
技术领域
本发明涉及纳米光栅技术领域，尤其涉及一种制备纳米光栅的装置和方法。
背景技术
光栅作为一种非常重要的化学元件，被广泛应用于集成电路、光通信、光学互连、光信息处理、光学测量等领域。随着纳米技术的飞速发展，纳米技术成为了当前研究最广泛、投入最多的科学技术领域之一。随着光栅在纳米尺度的应用，纳米光栅的制备方法显得十分重要。现有技术中，纳米光栅的制备方法主要包括全息光刻、电子束光刻、离子束光刻、X射线光刻等等。上述方法普遍存在所用设备投资成本高，操作复杂，工艺条件苛刻，难以控制，纳米光栅制备成本高、周期长，所得纳米光栅质量不达标，成品合格率低等问题。基于上述陈述，本发明提出了一种制备纳米光栅的装置和方法。
发明内容
本发明的目的是为了解决现有技术中存在的缺点，而提出的一种制备纳米光栅的装置和方法。
一种制备纳米光栅的装置，包括安装底座和L形安装支架，且L形安装支架固定焊接在安装底座的一侧顶部，所述安装底座的底部固定焊接有支撑架，所述安装底座的顶部固定安装有电机，所述电机的输出轴连接有第二转动连接件，所述第二转动连接件远离电机的一端设有匀胶台，所述第二转动连接件与匀胶台转动连接，所述L形安装支架靠近匀胶台的一侧设有第一滑槽，所述第一滑槽内设有推杆电机，且第一滑槽与推杆电机滑动连接，所述推杆电机的输出轴固定连接有安装支架，所述安装支架的底端固定焊接有储胶室，且所述储胶室的下方设有出胶口，所述L形安装支架靠近匀胶台的一侧固定安装有电子束曝光机，且电子束曝光机位于推杆电机的上方，所述L形安装支架的顶部靠近匀胶台的一侧设有第二滑槽，所述第二滑槽内设有第一滑块和第二滑块，所述第一滑块和第二滑块均匀第二滑槽滑动连接，所述第一滑块远离第二滑槽的一端固定连接有中间掩膜版，所述第二滑块远离第二滑槽的一端固定连接有聚光透镜，所述L形安装支架的顶部远离电子束曝光机的一端底部固定安装有第一转动连接件，所述第一转动连接件的底端设有反射镜，且所述第一转动连接件与反射镜转动连接。
优选的，所述电子束曝光机、中间掩膜版和聚光透镜的中心轴线为同一条水平线。
优选的，所述支撑架共4个，且等距分布在安装底座的底部外侧。
本发明还提出了一种制备纳米光栅的方法，包括以下步骤：
S1、对基片进行预处理后，在基片表面镀上厚度为0.08～0.19μm的金属膜，然后将基片置于匀胶台上，使金属膜朝上，利用推杆电机调节出胶口的位置至基片中心位置，滴正性光刻胶并启动电机，电机通过第二转动连接件带动匀胶台高速转动至金属膜表面旋涂一层厚度为0.2～0.3μm的正性光刻胶，旋涂均匀后，置于150～190℃下烘干1～2min；
S2、在步骤S1所得的光刻胶表面再滴负性光刻胶，旋涂一层厚度为0.19～0.25μm的负性光刻胶，旋涂均匀后，置于70～90℃下烘干1～2min，95～105℃的条件下烘干1～2min；
S3、调节电子束曝光机、中间掩膜版和聚光透镜之间的位置，调节反射镜的反射角度，将光掩膜版置于基片上方，且保证光掩膜版与基片紧密贴合，以曝光剂量为68～88mJ/cm2进行曝光处理；
S4、将步骤S3中曝光处理后的基片置于25～32℃的浓度为0.8～1.2%的氢氧化钠溶液中，显影18～22s，然后置于95～105℃的条件下烘干1～2min，然后置于70～90℃的环境下，烘干28～40min，去除光刻胶后冷却，即得所需的纳米光栅。
优选的，所述步骤S1中的基片预处理方法为：将基片置于丙酮溶液中浸泡30～50min后，超声清洗10～15min，然后用去离子水冲洗10～15min，最后置于105～135℃的烘箱内干燥至恒重。
优选的，所述步骤S1中的基片为石英衬底、硅衬底或玻璃衬底中的一种；所述金属膜为铝膜、铬膜或镍/铜膜中的一种。
本发明提出的一种制备纳米光栅的装置，结构简单，设计合理，利用匀胶台完成光刻胶旋涂工序，利用电子束曝光机、中间掩膜版、聚光透镜和反射镜完成基片的曝光工作，本发明提出的装置用于制备纳米光栅，设备投资小，制备成本低，操作简单，易于控制，制备周期短，所得纳米光栅性能好、质量高，成品合格率高，值得推广。
附图说明
图1为一种制备纳米光栅的装置的结构示意图。
图中：1安装底座、2L形安装支架、3出胶口、4储胶室、5第一滑槽、6推杆电机、7安装支架、8电子束曝光机、9第二滑槽、10第一滑块、11第二滑块、12中间掩膜版、13聚光透镜、14第一转动连接件、15反射镜、16匀胶台、17第二转动连接件、18电机、19支撑架。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步解说。
实施例
如图1所示，本发明提出的一种制备纳米光栅的装置，包括安装底座1和L形安装支架2，且L形安装支架2固定焊接在安装底座1的一侧顶部，安装底座1的底部固定焊接有支撑架19，支撑架19共4个，且等距分布在安装底座1的底部外侧，安装底座1的顶部固定安装有电机18，电机18的输出轴连接有第二转动连接件17，第二转动连接件17远离电机18的一端设有匀胶台16，第二转动连接件17与匀胶台16转动连接，L形安装支架2靠近匀胶台16的一侧设有第一滑槽5，第一滑槽5内设有推杆电机6，且第一滑槽5与推杆电机6滑动连接，推杆电机6的输出轴固定连接有安装支架7，安装支架7的底端固定焊接有储胶室4，且储胶室4的下方设有出胶口3，L形安装支架2靠近匀胶台16的一侧固定安装有电子束曝光机8，且电子束曝光机8位于推杆电机6的上方，L形安装支架2的顶部靠近匀胶台16的一侧设有第二滑槽9，第二滑槽9内设有第一滑块10和第二滑块11，第一滑块10和第二滑块11均匀第二滑槽9滑动连接，第一滑块10远离第二滑槽9的一端固定连接有中间掩膜版12，第二滑块11远离第二滑槽9的一端固定连接有聚光透镜13，电子束曝光机8、中间掩膜版12和聚光透镜13的中心轴线为同一条水平线，L形安装支架2的顶部远离电子束曝光机8的一端底部固定安装有第一转动连接件14，第一转动连接件14的底端设有反射镜15，且第一转动连接件14与反射镜15转动连接。
本发明提出的一种制备纳米光栅的方法，包括以下步骤：
S1、将玻璃衬底置于丙酮溶液中浸泡40min后，超声清洗12min，然后用去离子水冲洗14min，最后置于120℃的烘箱内干燥至恒重，将玻璃衬底表面镀上厚度为0.15μm的铬膜，然后将玻璃衬底置于匀胶台16上，使铬膜朝上，利用推杆电机6调节出胶口3的位置至玻璃衬底中心位置，滴正性光刻胶并启动电机18，电机18通过第二转动连接件17带动匀胶台16高速转动至铬膜表面旋涂一层厚度为0.2μm的正性光刻胶，旋涂均匀后，置于160℃下烘干2min；
S2、在步骤S1所得的光刻胶表面再滴负性光刻胶，旋涂一层厚度为0.25μm的负性光刻胶，旋涂均匀后，置于80℃下烘干1min，100℃的条件下烘干2min；
S3、调节电子束曝光机8、中间掩膜版12和聚光透镜13之间的位置，调节反射镜15的反射角度，将光掩膜版置于玻璃衬底上方，且保证光掩膜版与玻璃衬底紧密贴合，以曝光剂量为72mJ/cm2进行曝光处理；
S4、将步骤S3中曝光处理后的玻璃衬底置于28℃的浓度为1%的氢氧化钠溶液中，显影20s，然后置于95℃的条件下烘干2min，然后置于80℃的环境下，烘干35min，去除光刻胶后冷却，即得所需的纳米光栅。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (6)
1.一种制备纳米光栅的装置，包括安装底座（1）和L形安装支架（2），且L形安装支架（2）固定焊接在安装底座（1）的一侧顶部，其特征在于，所述安装底座（1）的底部固定焊接有支撑架（19），所述安装底座（1）的顶部固定安装有电机（18），所述电机（18）的输出轴连接有第二转动连接件（17），所述第二转动连接件（17）远离电机（18）的一端设有匀胶台（16），所述第二转动连接件（17）与匀胶台（16）转动连接，所述L形安装支架（2）靠近匀胶台（16）的一侧设有第一滑槽（5），所述第一滑槽（5）内设有推杆电机（6），且第一滑槽（5）与推杆电机（6）滑动连接，所述推杆电机（6）的输出轴固定连接有安装支架（7），所述安装支架（7）的底端固定焊接有储胶室（4），且所述储胶室（4）的下方设有出胶口（3），所述L形安装支架（2）靠近匀胶台（16）的一侧固定安装有电子束曝光机（8），且电子束曝光机（8）位于推杆电机（6）的上方，所述L形安装支架（2）的顶部靠近匀胶台（16）的一侧设有第二滑槽（9），所述第二滑槽（9）内设有第一滑块（10）和第二滑块（11），所述第一滑块（10）和第二滑块（11）均匀第二滑槽（9）滑动连接，所述第一滑块（10）远离第二滑槽（9）的一端固定连接有中间掩膜版（12），所述第二滑块（11）远离第二滑槽（9）的一端固定连接有聚光透镜（13），所述L形安装支架（2）的顶部远离电子束曝光机（8）的一端底部固定安装有第一转动连接件（14），所述第一转动连接件（14）的底端设有反射镜（15），且所述第一转动连接件（14）与反射镜（15）转动连接。
2.根据权利要求1所述的一种制备纳米光栅的装置，其特征在于，所述电子束曝光机（8）、中间掩膜版（12）和聚光透镜（13）的中心轴线为同一条水平线。
3.根据权利要求1所述的一种制备纳米光栅的装置，其特征在于，所述支撑架（19）共4个，且等距分布在安装底座（1）的底部外侧。
4.一种制备纳米光栅的方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、对基片进行预处理后，在基片表面镀上厚度为0.08～0.19μm的金属膜，然后将基片置于匀胶台（16）上，使金属膜朝上，利用推杆电机（6）调节出胶口（3）的位置至基片中心位置，滴正性光刻胶并启动电机（18），电机（18）通过第二转动连接件（17）带动匀胶台（16）高速转动至金属膜表面旋涂一层厚度为0.2～0.3μm的正性光刻胶，旋涂均匀后，置于150～190℃下烘干1～2min；
S2、在步骤S1所得的光刻胶表面再滴负性光刻胶，旋涂一层厚度为0.19～0.25μm的负性光刻胶，旋涂均匀后，置于70～90℃下烘干1～2min，95～105℃的条件下烘干1～2min；
S3、调节电子束曝光机（8）、中间掩膜版（12）和聚光透镜（13）之间的位置，调节反射镜（15）的反射角度，将光掩膜版置于基片上方，且保证光掩膜版与基片紧密贴合，以曝光剂量为68～88mJ/cm2进行曝光处理；
S4、将步骤S3中曝光处理后的基片置于25～32℃的浓度为0.8～1.2%的氢氧化钠溶液中，显影18～22s，然后置于95～105℃的条件下烘干1～2min，然后置于70～90℃的环境下，烘干28～40min，去除光刻胶后冷却，即得所需的纳米光栅。
5.根据权利要求4所述的一种制备纳米光栅的方法，其特征在于，所述步骤S1中的基片预处理方法为：将基片置于丙酮溶液中浸泡30～50min后，超声清洗10～15min，然后用去离子水冲洗10～15min，最后置于105～135℃的烘箱内干燥至恒重。
6.根据权利要求4所述的一种制备纳米光栅的方法，其特征在于，所述步骤S1中的基片为石英衬底、硅衬底或玻璃衬底中的一种；所述金属膜为铝膜、铬膜或镍/铜膜中的一种。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| CB03 | Change of inventor or designer information |
Inventor after: Hou Xiang Inventor after: Qiu Kaihong Inventor after: Chen Feng Inventor after: Ou Jinliang Inventor before: Qiu Kaihong |
|
| CB03 | Change of inventor or designer information | ||
| TA01 | Transfer of patent application right |
Effective date of registration: 20210819 Address after: 364000 Yongding Industrial Park, Gaopi Town, Yongding District, Longyan City, Fujian Province Applicant after: FUJIAN ZOOMKING TECHNOLOGY Co.,Ltd. Address before: 364000 406, entrepreneurship building, science and technology entrepreneurship Park, No. 15, Qutan Road, Dongxiao Town, Longyan City, Fujian Province Applicant before: Qiu Kaihong |
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| TA01 | Transfer of patent application right | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |